Курсовая работа: Расчет наружных стен и фундамента жилого дома 2

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

инженерно–экономический университет

Институт региональной экономики и управления

Кафедра экономики и менеджмента в городском хозяйстве

Курсовая работа

По зданиям и сооружениям

На тему: «Расчет наружных стен и фундамента жилого дома».

Выполнил:__________Вашкулат Александра Сергеевна___________________

(ФИО)

студент__3___ курса _________5.10____________________ спец. 080502/2

^{(срок обучения)}

группа ____751___________ № зачетной книжки_________07401________

Подпись:_______________________________________________________

Преподаватель:____Кузнецова Галина Федоровна_______________________

(ФИО)

Должность:_______доцент, к.э.н.___________________________________

(уч. степень, уч. звание)

Оценка:_____________________ Дата: ______________________________

Подпись: ______________________________________________________

Санкт-Петербург

2005

Содержание

1.Характеристика климатического района строительства и проектируемого здания...2

1.1. Исходные данные к курсовой работе

1.2. Характеристики климатического района строительства

1.3. Характеристика проектируемого здания

2. Теплотехнический расчет наружных стен……………………………...........................4

2.1. Определение экономичного сопротивления теплопередаче

2.2. Определение толщины стен

2.3. Расчет действительной величины тепловой инерции Д ограждающей конструкции

2.4. Расчет фактического сопротивления теплопередаче

2.5. Расчет приведенных затрат (руб./м² стены

2.6. Расчет коэффициента теплопередачи (Вт/м² град ºС) ограждающих конструкций

3. Расчет фундамента………………………………………………………………………..9

4. Расчет технико-экономических показателей проекта………………..……………….12

5. Список использованной литературы…………………………………………………..13

1. ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТИЧЕСКОГО РАИОНА СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОЕКТИРУЕМОГО ЗДАНИЯ

1.1. Исходные данные к курсовой работе.

- Город, в котором будет проводиться строительство- Архангельск

- Температура внутреннего воздуха tв=18С°

- Материал стена кирпичная стена, отштукатуренная с внутренней стороны.

- Высота этажа-2,5 м.

- Междуэтажные и чердачные перекрытия - из крупноразмерного железобетонного настила

- Кровля плоская из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком.

- Глубина пола в подвале- 2,5 м.

- Толщина пола в подвале- 0,1 м.

- Расстояние от низа конструкции пола в подвале до подошвы фундамента- 0,4 м.

- Фундамент – ленточный.

- Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающим к наружным фундаментам = 15 С°

1.2. Характеристики климатического района строительства

1. Город - Архангельск

2. Влажностная зона- влажная.

3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки = -31 °С

4. Средняя температура наиболее холодных суток = -37 °С

5. Абсолютно минимальная температура = -45 °С

6. Средняя температура отопительного периода = -4,4°С

7. Продолжительность отопительного периода – 253 день.

8. Средняя температура самого жаркого месяца- июль =20,9°С

9. Скорость ветра 3,7 м/с.

10. Географическая широта – 64°33'

11. Структура и характер грунта – суглинки 200

12. Уровень грунтовых вод- 1,65м

13. Глубина промерзания грунтов – 1,92 м

1.3. Характеристика проектируемого здания.

Блок-секция 5-этажная 19-квартирная

поворотная с внешним углом 1Б-1Б-3Б-3Б

Экспликация квартир

Характеристика проектируемого здания

Коэффициент К₁ - плоскостной архитектурно планировочный показатель рассчитывается по формуле:

К₁ =А_ж /А_о =537,64/1018,04=0,528

Коэффициент К₂ - объемный показатель, определяющий объем здания, рассчитывается по формуле:

К₂ =V_з /А_ж =5668,20/537,64=10,54

В жилых зданиях коэффициенты К2 и К1 должны находиться в следующих пределах: К1=0,54:0,64 и К2=4,5:10, следовательно, проектируемое здание, его архитектурно-планировочное решение имеет незначительные отклонения от предъявляемых требований.

где: А_ж - суммарная жилая площадь в доме 537,64м² ;

А_о - общая площадь в доме 1018,04м² ;

V_з - строительный объем надземной части здания 5668,20м³ ;

1.4. Характеристика конструктивного решения

Конструктивная схема с поперечными несущими стенами.

Фундаменты- свайные, сваи по серии I.0II-6 вып.I.

Типоразмеров-I. Вариант- ленточные. Серия I.II2-5 вып I.2. Типоразмеров –14.

Стены наружные- кладка из полнотелого кирпича с уширенным швом. Заполненным эффективным утеплителем. Вариант – сплошная кладка из пустотелого кирпича.

Стены внутренние – кладка из полнотелого кирпича.

Перекрытия – сборные ж.б. многопустотные панели. Серия I/I4I-I вып.5,6,10,11,58,26. типоразмеров –16.

Перегородки- гипсобетонные. Типоразмеров – 14.

Санузлы – объемные ж.б. санкабины. Серия 1.188.-3 вып I,II,III Типоразмеров-

Лестницы- сборные ж.б. марши и площадки. Серия I.I54-4 вып.I; типоразмеров –5. крыша с теплым чердаком. Покрытие – сборные ж.б. 3-слойные с эффективным утеплителем. Типоразмеров – 10 Кровля- рулонная 4- слойная. Вариант- безрулонная кровля. Типоразмеров плит покрытия – 9.

Двери наружные- деревянные входные и служебные. Серия I.I36-II. Типоразмеров- 3. двери внутренние- щитовой конструкции. СерияI.I36-I0. типоразмеров-5. окна- деревянные с тройным остеклением. Серия I.I36-4. Типоразмеров-4. Встроенное оборудование – шкафы и антресоли. Серии I.I72-3.

Полы – линолиумные(варианты- паркет и дощатые). В кухнях- линолиум, в уборных и ванных- керамическая плитка.

Отделка наружная- кладка с облицовкой лицевым кирпичом.

Вариант- мокрая штукатурка.

Отделка внутренняя- в комнатах и передних- обои, в кухнях, ванных и уборных- маслянная окраска, частично- глазурованная плитка. Наибольшая масса монтажного элимента.(плита покрытия4,81)

Инженерное оборудование

Водопровод – хозяйственно-питьевой от наружной сети, напор у основания стояков 21,95 м.

Горячие водоснабжение – от внешней сети, расчетный напор у основания стояков 23,95.

Канализация – хозяйственно-фекальная в городскую сеть; водосток-внутренний с открытым выпуском. Вариант в наружную ливневую канализацию.

Отопление – водяное секционное. Система однотрубная, с нижней разводкой, температура, теплосистемная 95°-70°С.

Вентиляция – естественная.

Горячее водоснабжение – от колонок на твердом топливе.

Газоснабжение –от внешней сети.

Электроснабжение – напряжение 380/220В, скрытая прокладка электросетей. Освещение – лампами накаливания.

Устройство связи – радиотрансляция, коллективные телеантены, телефонные вводы.

Оборудование кухонь и санузлов – газовые плиты ( вариант- электроплиты 8 кВт, мойки. унитазы, ванны, умывальники).

Мусоропроводы- с камерами в 1 этаже со стволом из азбестоцементных труб. Серия 1.189-4 вып.1.

2. Теплотехнический расчет наружных стен.

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен:

1)кирпичная стена

2)керамзитобетонная однослойная стена,

чтобы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный вариант.

1) кирпичная стена 2)керамзитобетонная стена (δ₂ )

(δ₁ - толщина штукатурки) с фактурными слоями (δ₁ и δ₃ )

δ₁ =0,02 м δ₁ = δ₃ =0,025 м

δ₂ =х δ₂ =х

При проектировании наружных стен необходимо не только подобрать ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность.

При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче R _o ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого R по санитарно-гигиеническим условиям.

Требуемое (минимально допустимое) сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций определяют по формуле:

R о^тр = (tв- tн) / ( tв-τв)* Rв* n

R о^тр = (18+31)/4*0,133*1=1,63 (кирп.)

Где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимается 18 С°

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимается по СниП [3]

= - 31 С°

(tв-τв) = ∆t^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, С°; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений СниП[5] (для стен жилых домов ∆t^н <=6 С°=4)

Rв – сопротивление теплопередачи внутренней поверхности ограждения зависит от рельефа его внутренней поверхности; для гладких поверхностей стен Rв=0,133

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; по СниП [5] n=1

Расчетную температуру наружного воздухаtн принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СниП [3].При расчете ограждений сначала задаются величиной тепловой инерции Д.По ней выбирают расчетную температуру наружного воздухаtн и рассчитывают требуемое сопротивление теплопередачи R о^тр .

В курсовой работе расчеты проводятся при Д>7 (массивные конструкции), при этом расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура наиболее холодной пятидневки : tн=-31°С

Затем определяют экономичное сопротивление теплопередаче по формуле :

где Ц_о – стоимость тепла 1 Гкал в руб. = 298,15 руб/Гкал;

W _o – теплопотери за отопительный период, Гкал;

Е – коэффициент эффективности капитальных вложений (в данной курсовой работе принимается Е=0,15);

λ - коэффициент теплопроводности материала стен, ккал/(м.ч.град) (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]);

Ц_м – стоимость материала стен, руб/м³ .

Wо = (tв- tн.ср) * N * r * z * d /10⁶

Wо = (18+4,4) * 253 * 24 * 1,4 * 1,5 /10⁶ = 0,29

Где tв – температура внутреннего воздуха, tв = 18 С°

tн.ср – средняя температура отопительного периода, tн.ср = -4,4 С°

N –отопительный период в течении года, N = 253 дня

z – отопительный период в течение суток, z =24 часа.

r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др.; r = 1.4

d -коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации готовых сооружений средств отопления, теплосетей и др.;d = 1.5

Для выбора сопротивления Rо соблюдается условие : если Rо ^эк > Rо^тр

то Rо = Rо ^эк ; если Rо ^эк < Rо^тр ,то Rо = Rо^тр .При полученных расчетах для обоих видов стен Rо ^эк < Rо^тр , следовательно , Rо = Rо^тр = 1,63

Толщина стен определяется по формуле:

δ=[Ro – (Rв + Rн + δ1/λ1 + δ2/λ2)]λ

Где Rн =1 / αн - сопротивление теплопередачи наружной поверхности ограждения, м ² .ч. град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов Rн=0,05

δ 1,2 – толщина слоя, м

λ 1,2 - коэффициент теплопроводности материала слоя.

2.3. Расчет действительной величины тепловой инерции Д ограждающей конструкции:

Д=∑Ri*Si

Где Si – коэффициент теплоусвоения слоя материала, по СниП (5)

Ri – термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле:

Ri= δi / λi

Изначальная величина Д>7 была выбрана верно, следовательно и значение tн имеет правильное значение.

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен: 1.кирпичная стена и 2. керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями,что бы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный вариант.

1 2

1. Кирпичная стена (δ₁ – толщина штукатурки)

2. Керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями

2.4. Расчет фактического сопротивления теплопередаче:

Ro=Rв+δ1/λ1+δ2/λ2+Rн

При этом полученные результаты соответствуют требованию: Rо >= Rо^тр

2.5. Расчет приведенных затрат (руб./м² стены)

Пi = Сoi +Е*Кi

Где С io – текущие затраты на отопление, руб./м² стены в год.

Кi – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м²

i - номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2)

Сoi= Woi* Цо/ Roi

Сo₁ =0,29*298,15/1,63=54 руб./м² в год

Сo₂ =0,29*298,15/3,2= 27 руб./м² в год

Кi = δi + Цмi

Сравнив полученные результаты, можно сделать вывод, что строительство дома с кирпичными стенами дешевле, чем с керамзитобетонными 1-слойными стенами,т.к. П1=174м² стены<П2=188м² стены, т.е. приведенные затраты руб./м² кирпичной стены являются минимальными.

2.6. Расчет коэффициента теплопередачи (Вт/м² град ºС) ограждающих конструкций:

К=1/Rо= 1/1,63 =0,6

3.Расчет фундамента

При определении глубины заложения фундамент в соответствии со СниП 2.02.01-83 (4 ) учитывают следующие основные факторы: влияние климата(глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле:

df = d1=kn*dfn=0.5*1,92=0,96

Где kn – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений; СниП(4) kn=0,5

dfn – нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины промерзания dfn=1,92

Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5 м.

Влияние геологии и гидрологии строительной площадки на глубину заложения фундамента d2 определяется по СНиП (4).Определяется величина df+2, которая сравнивается с dw (уровнем грунтовых вод), и исходя из полученного соотношения назначается глубина заложения фундамента d2.

d2=0,96+2=2,96

Затем определяется влияние конструктивного характера на глубину заложения фундамента d3. Величина d3 определяется как сумма значений глубины (db) и толщины (hcf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (hs).

d3= db+hcf+hs=2.5+0.1+0.4=3 м.

При окончательном назначении глубины заложения фундамента d принимают равным максимальному значения из величин:d1=0.96 d2=2,96 d3=3. d3=max=3 м.

Далее определяется площадь подошвы фундамента:

А=Fν/Ro-γ*d

Где Fν – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м.

Ro – расчетное сопротивление грунта основания, СниП (4); Ro=400 кПа

γср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным от16 до 19 кПа/м³ ; γср=18кПа/м³

Для определения расчетной нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо рассчитать постоянные и временные нагрузки. Нормативные нагрузки определяются по СниП (2) в соответствии с конструктивным решением здания.

С учетом постоянных и временных нагрузок определяются нагрузки на фундамент наружной стены на уровне планировочной отметки грунта (по обрезу фундамента). Для этого предварительно на плане этажа здания выделяется грузовая площадь, которая определяется следующими контурами: расстояние между осями оконных проемов вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания. Грузовая площадь Аг равна произведению длин сторон полученного четырехугольника.(Масштаб данного проекта – М: 1см=3 м.)

Аг=1,8*3*0,6*3=9,74

Эту грузовую площадь принимают постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных и внутренних стен.

Постоянные нормативные нагрузки

Временные нормативные нагрузки

φn1-коэффициент сочетания, применяется при количестве перекрытий 2 и более. Для квартир жилых зданий он определяется по формуле:

φn1=0,3+0,6/ √n=0.3+0.6/ √5=0,40

Где n- общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки фундамента.

Расчет постоянных нагрузок

Расчет временных нагрузок:

Далее все нагрузки суммируются, и определятся расчетная нагрузка на 1м наружной стены. Для этого нужно общую нагрузку (временную+постоянную) разделить на расстояние между осями оконных проемов вдоль здания.

Fv=1614,26+77,53/3=563,93

После определения расчетной нагрузки можно произвести расчет площади подошвы фундамента:

А=563,93/400-18*3=1,62 м²

Определив площадь подошвы фундамента, получаем требуемую ширину подошвы фундамента: для ленточного фундамента b=А/1м=1,62

4. Расчет технико-экономических показателей проекта

Основными технико-экономическими показателями проектов жилых домов приняты:

1 .показатели сметной стоимости строительства

2. объемно-планировочные показатели

3. показатели затрат труда и расхода материалов

4. показатели, характеризующие степень унификации сборных эл-тов.

5. годовые эксплуатационные затраты.

Средняя рыночная стоимость 1 м жилья в городе Архангельск-28750 руб ≈900$

Технико-экономические показатели

Список использованной литературы

1. СниП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М.:1986.

2. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. – М., 1983.

3. СниП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М., 1985.

4. СниП 1.3.79**. Строительная теплотехника. – М., 1986